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最新化工流程题汇编

工流程题汇编

1．(16分)为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如下图所示。21教育网

请填写下列空白：

(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用___________________;已知氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7:6，则氯化炉中的还原剂化学式是________________________；

(2)已知：①)()()(22s MgCl g Cl s Mg =+ 1

641-?-=?mol kJ H

②)()(12)(1)(224s Ti s Mgc s Tic s Mg +=+ mol kJ H /512-=?

则)()(2)(42s TiCl g Cl s Ti =+ ________;=?H

(3)Ar 气通入还原炉中并不参与反应，通入Ar 气的作用是：___________________________；

(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池

的总反应式为：O H CO OH O OH CH 2232362432+=++--，该电池中负极上的电极反应式是：O H CO OH e OH CH 223312216122+=++---。则正极上发生的电极反应为：___________。工作一段时间后，测得溶液的pH 是____（填“减小”、“增大”或“不变”）。2-1-c-n-j-y

(1)增大反应物间的接触面积，提高反应速率 C 、FeTiO 3

(2)－770 kJ/mol

(3)Mg 和Ti 都有强还原性，在氩气氛围中可防止Mg 、Ti 被氧化

(4)O 2＋2H 2O ＋4e －=4OH －(或3O 2＋6H 2O ＋12e －=12OH －) 减小

(1)粉碎反应物，可以增大其表面积，从而增大反应物之间的接触面积，提高反应速率；氯化炉中发生的反应为6C ＋7Cl 2＋2FeTiO 3=6CO ＋2TiCl 4＋2FeCl 3，由此可知C 和FeTiO 3为还原剂。(2)根据盖斯定律，

由①×2－②得：Ti(s)＋2Cl 2(g)=TiCl 4(s)；ΔH ＝－770 kJ/mol 。(3)氩气性质不活泼可以防止Mg 和Ti 等具有强还原性的物质被氧化。(4)根据该电池的总反应式可知，反应过程中不断消耗OH －，则该电池工作

一段时间后，溶液的pH将减小

2.蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称，可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。实验室以蛇纹石为原料制取水合碱式碳酸镁，已知：【来源：21cnj*y.co*m】

氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2

开始沉淀的pH 1.5 3.3 9.4

完全沉淀的pH 3.7 5.2 11.0

实验步骤如下：

⑴实验室完成操作①所用到的玻璃仪器有：______________________________________。

⑵操作②中应控制溶液pH的合理范围是___________(填序号)。

A. 小于1.5

B. 1.5～3.3

C. 7～8

D. 大于9.4

⑶检验溶液Ⅱ中是否含有Fe3＋的操作与结论是：

_________________________________________________________21·cn·jy·com

________________________________________________________________________________________________。

⑷从沉淀混合物B中制取D，应加入一种试剂进行分离，其反应的离子方程式为：

_______________________________________________，再进行____________、洗涤、___________(依次填写实验操作名称)。

(1)玻璃棒、漏斗、烧杯

(2)C

(3)取少量溶液Ⅱ于试管中，加入KSCN溶液，若无明显现象，说明溶液Ⅱ不含Fe3＋；若溶液变红色，说明溶液Ⅱ含有Fe3＋

(4)OH－＋Al(OH)3=AlO2—＋2H2O过滤、加热或灼烧

【解析】(1)操作①是过滤，所以需要的玻璃仪器是玻璃棒、漏斗、烧杯。

(2)操作②的目的是沉淀铁离子和铝离子，但不能沉淀镁离子，所以根据沉淀的pH可知，应控制溶液pH的合理范围是5.2～9.4，答案选C。

(3)检验铁离子的试剂是KSCN溶液，即取少量溶液Ⅱ于试管中，加入KSCN溶液，若无明显现象，说明溶液Ⅱ不含Fe3＋；若溶液变红色，说明溶液Ⅱ含有Fe3＋。

(4)B中沉淀是氢氧化铝和氢氧化铁，由于氢氧化铝是两性氢氧化物，所以得到氢氧化铁的方法是加入氢氧化钠溶液，过滤即可，反应的离子方程式是OH－＋Al(OH)

＋2H2O；由于在氢氧化铁表面有吸附的离子，所以在过滤之后还需要洗涤，

3=AlO

最后加热或灼烧。

3.．（16分）为回收利用废钒催化剂

．．．．．（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

部分含钒物质在水中的溶解性如下：

物质VOSO4V2O5NH4VO3(VO2)2SO4

溶解性可溶难溶难溶易溶

回答下列问题：

（1）工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，该反应的氧化剂为。

（2）滤液中含钒的主要成分为（填化学式）。

（3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为、℃。www-2-1-cnjy-com

（4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应方程式为：2VO2++H2C2O4+2H+ = 2VO n+ + 2CO2↑+ mH2O，其中n、m分别为、。

（5）全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为：VO2++ V2++ 2H+ VO2++H2O+V3+，电池放电时正极的

电极反应式为。

⑴3V2O5＋10Al5Al2O3＋6V；⑵VOSO4；⑶NH4+＋VO3—＝NH4VO3↓；4；80℃；

⑷2VO2+＋H2C2O4＋2H+ ＝2VO2+＋2CO2↑＋2H2O ⑸VO2+＋H2O－e－＝VO2+＋2H+

试题分析：⑴用V 2O 5通过铝热反应制取V 的方程式为：3V 2O 5＋10Al 5Al 2O 3＋6V 。⑵根据流程图

及题目提供的物质的溶解性信息可知：在图中所示滤液中含钒的主要成分为VOSO 4；⑶向含有VO 3—的溶

液中加入NH 4Cl ，发生反应得到NH 4VO 3沉淀的两种方程式是NH 4+＋VO 3—＝NH 4VO 3↓；由于在氯化铵

系数是4、反应温度为80℃时沉钒率最高。因此最佳控制氯化铵系数和温度为4；80℃。⑷根据电子守恒、电荷守恒及元素的原子个数守恒可知缺项为H +，相应的两种方程式是2VO 2+＋H 2C 2O 4＋2H + ＝ 2VO 2+

＋2CO 2↑＋2H 2O ；⑸根据全矾液流电池在充电时的工作原理方程式可知: 电池充电时阳极的电极反应式为

VO 2+＋H 2O －e －＝VO 2+＋2H +。

4.（16分）锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO 4与BaS 溶液混合而成：

BaS + ZnSO 4 = ZnS↓ + BaSO 4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题.

Ⅰ．ZnSO 4溶液的制备与提纯：

有关资料：a.菱锌矿的主要成分是ZnCO 3，含少量SiO 2、FeCO 3、Cu 2(OH)2CO 3等；b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似，能溶于过量的NaOH 溶液生成Na 2ZnO 2； 21*cnjy*com

（1）滤渣1的化学式为；②中使用的氧化剂最好是下列的（填序号）。

A. Cl 2

B. H 2O 2

C. KMnO 4

D. 浓HNO 3

（2）滤渣2中主要成份的化学式为；为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程

步骤④中的CO 2可以来自于步骤（选填①、②、③、⑤）。【出处：21教育名师】

（3）步骤④发生的离子反应方程式为。

Ⅱ. BaS 溶液的制备

有关数据： Ba （s ）＋S （s ）＋2O 2（g ）＝BaSO 4（s ） △H 1 = —1473.2 kJ?mol -1

C （s ）＋ 1/2O 2（g ）＝CO （g ） △H 2 = —110.5 kJ?mol -1

Ba （s ）＋ S （s ）＝BaS （s ） △H 3 = —460 kJ?mol -1

（4）若煅烧还原的产物仅为BaS 和CO ，则其反应的热化学方程式为： BaS 溶液水浸取过滤

重晶石（BaSO 4）粉、煤粉煅烧还原 BaS CO 1菱锌矿

滤液1滤渣15mol .L -1H 2SO 42氧化剂溶液35ZnSO 46mol .L -1NaOH （过量）滤渣2滤液24过量CO 2滤渣3滤液35mol .L -1H 2SO 4溶液

。

Ⅲ.制取锌钡白

（5）如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量，产生的后果是。

SiO2（2分）B（2分）

（2）（3分）Fe(OH)3、Cu(OH)2（2分）①（1分）

（3）（4分）OH－+CO2= HCO3－（2分）、ZnO22－+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3－（2分）

（4）（3分）BaSO4(s) + 4C(s) = BaS(s) + 4CO(g) △H = +571.2 kJ?mol－1

（5）（2分）过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S气体污染空气（1分），而且锌钡白的产率会降低（1分）

【解析】

试题分析：（1）ZnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3都能溶于足量5mol/LH2SO4溶液，符合复分解反应发生的条件，生成ZnSO4、FeSO4、CuSO4、CO2气体、H2O，而SiO2则不溶于硫酸，则步骤①酸浸之后所得滤渣1的化学式为SiO2，滤液1的主要成分是ZnSO4、FeSO4、CuSO4、H2O；步骤②中用Cl2能氧化Fe2+，但会引入新的杂质（Clˉ、Cl2），且过量的氯气有毒，故A错误；H2O2能氧化Fe2+，还原产物是H2O，不会引入新杂质，且过量H2O2受热易分解为水和氧气，故B正确；KMnO4能氧化Fe2+，但是会引入新的杂质（K+、Mn2+、KMnO4），故C错误；浓HNO3能氧化Fe2+，还原产物是有毒的NO2，且能引入新的杂质（NO3ˉ、HNO3），故D错误；（2）步骤②氧化后所得溶液的主要成分是ZnSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4，都能与过量NaOH溶液反应，根据题意可知滤液2的主要成分是Na2ZnO2、NaOH，滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Cu(OH)2；步骤④中的CO2气体来自步骤①酸浸反应放出的气体，可以节能减排；（3）偏铝酸钠溶液通入过量CO2气体可以制氢氧化铝沉淀，由此推断步骤④发生的反应为Na2ZnO2、NaOH溶液分别与CO2气体的反应，

NaOH+CO2=NaHCO3，Na2ZnO2+2H2O+2CO2=Zn(OH)2↓+2NaHCO3，则滤渣3为Zn(OH)2，滤液3的主要成分为NaHCO3；（4）根据盖斯定律，由②×4+③－①可以约去Ba(s)、S(s)、2O2(g)，

得到的热化学方程式为：BaSO4(s) + 4C(s) = BaS(s) + 4CO(g) △H = +571.2 kJ?mol－1；（5）若步骤⑤为Zn(OH)2与过量硫酸的中和反应，所得溶液的主要成分为ZnSO4、H2SO4，ZnSO4、H2SO4溶液与BaS(s)混合时不仅可以制取锌钡白，而且过量的H2SO4与易与BaS(s)发生复分解反应，生成有毒的H2S气体，既导致空气污染，又减少锌钡白的产量。

考点：考查物质制备型工艺流程题，涉及关键环节所得成分分析、除杂试剂的选择、推断循环利用的物质、离子方程式的书写、热化学方程式的书写、实验方案的评价等热点。

请根据流程回答：

(1)操作I中配制溶液时，所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管以外，坯必须有_______(填仪器名称）。21教育名师原创作品

(2) 操作II中必须用到的仪器是_______：

A. 50ml 量筒

B. 1OOml 量筒

C. 50ml酸式滴定管

D. 50ml碱式滴定管

(3)反应①中，加入足量H2O2溶液反应的离子方程式_________。

(4)检验沉淀中SO42－是否冼涤干净的操作

_________________________________________________________________________________________________21*c njy*com

(5)将沉淀物加热，冷却至室温，用天平称量坩埚与加热后固体的总质量为h lg，再次加热并冷却至室温称量其质量为hg，若b1-b2=0.3，还应进行的操作是_____________________

(6)若坩埚的质量为42.6g，最终坩埚与加热后同体的总质量为45.8g，则样品中铁元素的质量分数

=_______(保留一位小数）。

(7)另一同学认为上述方案的实验步骤太繁琐，他认为，只要将样品溶于水后充分搅拌，加热蒸干灼烧称量即可，请你评价他的这个方案是否可行？_______。（填“可行”或“不可行”）

6．（16分）

锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO2）可

以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石（ZrSiO4），含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆流程之一如下：

试回答下列问题：

（1）写出上述流程中高温气化的反应方程式（碳转化成CO）：；

（2）写出ZrOCl2?8H2O在900℃ 生成ZrO2的反应方程式；

（3）关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是（单选）；

A.二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料

B.1纳米=10-10米

C.锆合金的硬度比纯锆要高

D.日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起

（4）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。在熔融电解质中，O2—向(填正负)极移动。电池正极电极反应为：，负极电极反应为：。https://www.wendangku.net/doc/647292563.html,

7. (16分)

实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、

SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：

(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是___________（填编号）；

A．品红溶液 B．紫色石蕊溶液

C．酸性KMnO4溶液 D．溴水

(2)在①中已知FeS中铁元素生成Fe3+，S元素生成单质硫，写出FeS、O2、H2SO4反应的方程式

______________________________________；

(3)在③中，需加入的物质是___________________________；

(4)在④中，蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外，还有___________________________；

(5)在⑥中，将溶液Z控制到70～80℃的目的是____________________________________；

(6)为测量聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验（假设杂质中不含铁元素和硫元

素）：称取2.700g样品，将样品溶于足量的盐酸后，滴加过量的BaCl2; 过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH) (SO4)] n，求该聚铁样品中铁元素的质量分数【Mr (BaSO4) =233 Mr (Fe) =56】。（写出计算过程，结果保留4位有效数字）

8（17 分）目前工业生产采取较多的是芒硝—硫化钡法制取硫酸钡，此法可以同时制得硫化钠，该工艺流程图如下：（芒硝的化学式为N a2SO4·10H2O，其中含有杂质硫酸钙和硫酸镁）

请回答以下问题：

（1）写出除杂的离子方程式。

（2）除杂过程可以用 N a 2S 代替石灰的优点是。（要求写出两点）（3）为保证产品质量，要求除杂后，c(Ca 2+)<1.25×10－3mol/L ，现取 10mL 清液 1，用稀21·世纪*教育网 2 －硫酸酸化后再稀释至 100ml(该过程钙离子无沉淀产生)，此时测得溶液中的 c(SO 4 )为

0.20mol/L ，则该溶液中的钙离子浓度是否已达标，请通过计算说明理由。（已－5

知该温度下 K sp(CaSO 4)= 2.45×10 ）（4）下表是 B aS 在各温度下的溶解度

温度（℃） 20 25 30 40 50 60 80

100 溶解度（g ） 7.86 8.95 10.4 14.9 21.4 27.2 49.9 60.3

为提高芒硝的利用率，化合过程中除搅拌外可采取的措施是。

（要求写出两条） 9．（16分）铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿（Al 2O 3?3H 2O 的含量约为85%，其余主要为SiO 2、

Fe 2O 3等）冶炼金属铝的流程如下。

已知拜耳法生产Al 2O 3?3H 2O 的基本原理为：

Al 2O

3?3H 2O+2NaOH （aq ） 2NaAlO 2 （aq ）+4H 2O ，[Al 2O 3?3H 2O 也可表示为2 Al(OH)3]

（1）操作I 的名称为，赤泥中除含有铝硅酸盐外，还含有的主要物质有

（2）为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为（任写三点）https://www.wendangku.net/doc/647292563.html,

（3）用化学平衡理论解释稀释溶液I 有利于Al 2O 3?3H 2O 结晶的原因____________

（4）为了析出Al 2O 3?3H 2O ，也可向溶液I 中通入过量CO 2气体，写出生成Al 2O 3?3H 2O 的离子方程式：2·1·c·n·j·y

（5）为了回收赤泥附着液带走的有用成分，工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液I 的稀释剂，请指出流程图

中另一处类似的做法

10.(17分)重晶石(BaS04)是重要的化工原料,制备氢氧化钡晶体(Ba(OH)2·8H 2O)

的流程如下：

(1)写出煅烧时发生反应的热化学方程式: ____________________________。

(2)写出氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合反应的化学方程式：_____________________。

(3)为检测煅烧时产生的CO,可将煅烧产生的气体通入PbCl 2溶液中,出现黑色沉淀和

溶出

结晶

产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,试写出该反应的化学方程式：_____。

(4)向BaSO 4沉淀中加入饱和Na 2CO 3溶液,充分搅拌,弃去上层清液,如此处理多次,

可使BaS04全部转化为BaCO 3.发生的反应可表示为：

BaSO 4(s)+CO 32-(aq)BaCO 3(s)+SO 42-(aq)

现有0.20 mol BaSO 4,加入1.0L 2.0ol/L -1饱和Na 2CO 3溶液处理,假设c(S042-)起始≈O

平衡时,K=4.0x10-2

,求反应达到平衡时发生转化的BaS04的物质的量。(写出计算过程

结果保留2位有效数字)

11.（16分）电镀污泥中含有NiO CuO ZnO O Al OH Cr 、、、、323)(等物质，工业上通过“中温焙烧—钠氧化法”回收722O Cr Na 等物质。

已知：水浸后溶液中存在22242ZnO Na NaAlO CrO Na 、、等物质

(1)水浸后的溶液呈____性（“酸”、“碱”、“中”）

(2)完成氧化焙烧过程中生成42CrO Na 的化学方程式

____Cr(OH)3+____Na 2CO 3+_____ = ____Na 2CrO 4+___CO 2+_____

(3)滤渣II 的主要成分有2)(OH Zn 、___________________________________

(4)“系列操作”中为：继续加入42SO H ，________冷却结晶，过滤。继续加入42SO H 目的是

________________________。【来源：21·世纪·教育·网】

已知：①除去滤渣II 后，溶液中存在如下反应：

O H O Cr H CrO 22722422+==+-+-

②42722CrO Na O Cr Na 、在不同温度下的溶解度如下表

温度

化学式 20℃

60℃ 100℃ 42SO Na 19.5

45.3 42.5 722O Cr Na 183

269 415 42CrO Na

84 115 126

(5)工业上还可以在水浸过滤后的溶液)(42CrO Na 加入适量42SO H ，用石墨做电极电解生产金属铬，写出生成铬的电极反应方程式____________________________

12．（16分）现从锌制品加工企业回收的废渣（含有ZnO 、

FeO 、Fe 2O 3、CuO 、Al 2O 3等杂质）来制取氧化锌，

流程如下：

有关氢氧化物完全沉淀的pH 见下表

（l ）在酸浸过程中，要提高浸出率，可以采取措施。

（2）上述流程中多处涉及“过滤’，，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有。

（3）在“除杂I ”步骤中，将溶液调至pH=4的目的是。

在“除杂Ⅱ”后，溶液的pH 约为6，则此步过滤时滤渣中含有。

（4）在“碳化合成”中，生成的产物之一为碱式碳酸锌[Zn 2（OH ）2CO 3]，同时放出CO 2，请写出该反应的化学方

（5）从滤液中提取NaNO 3晶体的操作步骤为。

（6）在实验室如何洗涤过滤出的碱式碳酸锌？。